《黏性土采動變形-滲透耦合效應研究》是依託中國礦業大學，由董青紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：黏性土采動變形-滲透耦合效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董青紅
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究覆蓋於基岩風化帶之上的黏性土隔水段受開採影響的變形滲透耦合規律，對鬆散層水害預防和水資源保護有重要意義。研究以地質原型調查為基礎，考慮多重地質、開採因素，通過實測黏性土和風化帶的應力應變等可測信息和特徵識別，試驗和分析黏性土采動應力、應變、孔隙壓力路徑與開採對應關係，測試黏性土變形破壞的結構變化、滲透性變化和極限承載水頭能力，歸納黏性土變形破壞和滲流耦合特徵以及多重因素影響特徵。研究將突破以往僅通過巨觀結構、厚度決策鬆散層底界黏性土防止潰水、潰砂作用的模式，定性和定量揭示出黏性土采動變形破壞的結構穩定性和隔水穩定性；揭示若干深層黏性土變形破壞的巨觀模式、力學機制以及滲透滲漏的判別依據，獲得周期大變形條件下黏性土結構破壞-滲透耦合的規律；提煉影響黏性土變形破壞的地質開採關鍵因素，建立探查、觀測、評價和論證新生界鬆散層水體下回收淺部資源的關鍵地質理論和系統化方法。
結題摘要
本項目以新生界覆蓋層下淺層煤炭資源開採造成的深層黏性土變形破壞、變形破壞導致的滲漏和水資源保護為基本背景。課題是在我國中東部地區可採煤炭資源基本消耗殆盡，鬆散層和水體下壓覆的淺部資源開發又面臨著地表水體、深層含水層滲漏湧水威脅和水資源流失雙重壓力條件下提出的。 研究主要內容包括：新生界黏性土賦存的巨觀結構特徵及勘探評價方法，近風化帶黏性土和低滲透性黏土質砂采動變形破壞的巨觀模式和範圍，黏性土變形破壞過程結構演化特徵和影響因素、力學機制，黏性土變形破壞過程的滲透性及影響因素，典型採區提出防控頂板水砂災害和水庫滲漏的論證套用分析。 通過研究獲得了深層黏性土賦存的巨觀結構條件，深層硬黏土在成分、構造、性質上都存在分帶性；獲得了深層黏性土變形破壞的巨觀特徵和範圍判別依據，深部黏性土變形受岩體變形和上覆土層壓力控制，表現為依附變形和土岩分離垮落兩種形式。變形範圍可用土拱描述，土拱寬度、高度與土的強度、埋深和地應力之間存在定量關係；深層黏性土變形破壞過程是主應力隨開採波動、偏轉過程，裂隙發育受黏粒含量和含水量的控制；黏性土岩性、變形和裂隙演化對滲透性有控制性作用，黏性土變形滲透表現為三種特徵：第一類：隨變形增長，滲透性增大，但不顯著；第二類：隨變形增長，滲透性先增大再下降；第三類：隨變形增長，滲透性顯著增大，前兩類黏性土層變形前後仍具有隔水作用。 通過研究，形成了新生界覆蓋層下淺層煤炭資源開採防水和保水的勘探、評價工作體系，獲得了深層黏性土破壞範圍與防治水定性分析的幾何依據，識別出應力、主應力偏轉角、含水量等監測黏性土變形破壞和裂隙演化的具體可測指標，為評價黏土層擾動後的隔水性和主動控制黏土層隔水性提供了理論基礎。
